◎欒萬成
地源熱泵技術(shù)對于能源的損耗比較低,不需要大量的能源就可以完成建筑供暖或制冷需求,這樣就減少了能源的使用量,進而降低了污染物的排放量。地源熱泵技術(shù)與傳統(tǒng)的熱泵技術(shù)相比,具有比較明顯的節(jié)能減排作用,能源的損耗量和污染物的排放量都有比較明顯的下降。對于電力能源的消耗量,相比較其他系統(tǒng)有明顯的節(jié)約效果,同時工作效率也有明顯提升。地源熱泵技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)集熱量供暖、冷氣供應、熱水循環(huán)等功能于一身,這樣就減少了能源的消耗量,進而降低了廢氣的排放。
與傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)相比,地源熱泵技術(shù)更加依賴于可再生能源。太陽能是一種可以持續(xù)使用的清潔能源,其主要特征是能源總量大、具有比較突出的可再生性。將地源熱泵技術(shù)進行合理利用,充分吸收土地淺表層中的熱量能源,能夠應對日常生產(chǎn)生活中對于能源的需求。將土地淺表層土壤和水體系統(tǒng)作為可再生太陽能源的主要收集處,能夠吸收數(shù)量龐大的太陽能源。地源熱泵技術(shù)的廣泛應用,對于改善生態(tài)環(huán)境、提升經(jīng)濟效益和工作效率具有比較強的作用。
地源熱泵系統(tǒng)與傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)相比,其內(nèi)部組成元件相對更少,各個組成元部件之間的摩擦情況更少。在地下鋪設管道路線為抗腐蝕、抗氧化、化學穩(wěn)定性較好的的聚乙烯材料(PE管),這類管件的使用年限更長。同時地源熱泵系統(tǒng)大多在隱蔽的地下和建筑物內(nèi)部,極大降低了受到損壞、腐蝕、破裂等情況的可能性,這樣就減少了日常維護和修理投入成本。另外地源熱泵系統(tǒng)的自動化和信息化程度較高,可以通過計算機系統(tǒng)進行控制,這樣也降低了日常運營的管理費用。
目前地源熱泵技術(shù)有多種類型,分為水平式地源熱泵、垂直式地緣熱泵、地表水式地緣熱泵以及地下水式地源熱泵。在運用過程中,需要根據(jù)實際情況選擇最為合理的應用類型,這樣能夠最大限度發(fā)揮出地源熱泵技術(shù)的優(yōu)勢。在一些面積比較小的建筑物內(nèi),例如一些小型獨棟建筑中可以使用水平式地源熱泵技術(shù),這項技術(shù)能比較好的控制費用成本;垂直式地源熱泵技術(shù)經(jīng)常用在面積較大的建筑中,該技術(shù)會深入地下較深的土壤層,能夠完成建筑的暖氣供應和冷氣制造。該技術(shù)的施工成本較高、施工難度較大;對于地表水式地源熱泵技術(shù)來說,建設成本投入較低,適用在冷器制造和暖氣供應面積較小的建筑物中,同時需要建筑物臨近地表水系統(tǒng),例如河流、湖泊或海域,通過地表水系統(tǒng)完成熱能的交換。目前常用到的地表水式地源熱泵種類有:開式循環(huán)和閉式循環(huán),二者的最大不同點是,閉式循環(huán)需要借助水盤管熱交換器,而開式循環(huán)系統(tǒng)則無需借助其他設備;地下水式地源熱泵技術(shù),該項技術(shù)通過閉式循環(huán)系統(tǒng),將地下水通過水泵抽取到系統(tǒng)換熱器中,從而完成熱能的交換工作。與其他技術(shù)不同,該種地源熱泵技術(shù)需要完成地下水的回灌,在不污染地下水的情況下,用高壓系統(tǒng)對抽取的地下水加壓,完成回灌工作。這種技術(shù)能夠應用在大型商用建筑物和小型群體住宅建筑中。
在施工之前,設計人員要深入施工現(xiàn)場,對地質(zhì)環(huán)境進行測量,根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況,確定合理的施工方案,這樣能確保施工質(zhì)量和施工方案的合理性。施工人員應當對相關(guān)設備進行調(diào)試,尤其一些需要埋入地下的系統(tǒng)設備,要預先做好調(diào)試工作,保證后期能夠順利投入使用。設計人員要計算準確的管道尺寸、規(guī)模、數(shù)量、敷設路線等數(shù)據(jù)符合實際使用要求。確定鉆孔數(shù)量、計算地埋管熱負荷、鉆孔實際深度以及鉆井的整體水路分布等。
管道的組裝一般要在地表進行,整體組裝完成后再深入地下。在組裝管道系統(tǒng)時,要避免管道受到擠壓或損壞,進而引起管道開裂、變形等質(zhì)量問題。管道的切割方式要根據(jù)管道直徑進行選擇,要特別注意管道之間的熔接質(zhì)量,在進行熔接焊接時,保證管道在同一水平高度,且熔接處要做好去污、清潔工作,清理掉外表雜質(zhì)。
目前地源熱泵技術(shù)主要應用在商用建筑和住宅建筑中,工作系統(tǒng)分為:住宅自用系統(tǒng)、集中分配系統(tǒng)、分散系統(tǒng)以及混合系統(tǒng),具體應用系統(tǒng)要根據(jù)建筑物的實際情況進行選擇。在暖通空調(diào)中運用地源熱泵技術(shù),能夠比較好的解決傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)工作能耗大、效率低的問題。地源熱泵技術(shù)中的空調(diào)系統(tǒng)熱回收技術(shù),同時也比較好的處理了熱能損失的問題,最大限度的提升了熱能的使用效率。
結(jié)語:地源熱泵技術(shù)是一種比較新型的能源技術(shù),具有效率高、消耗少、節(jié)約能源、維修養(yǎng)護成本較低等優(yōu)勢特征,在完成對建筑物供暖和制冷的同時,實現(xiàn)了對自然生態(tài)環(huán)境保護的目的。地源熱泵技術(shù)目前仍然存在一定的技術(shù)弊端,例如“冷熱失衡”的問題仍然比較突出,這就需要技術(shù)人員積極完成該項技術(shù)的優(yōu)化和創(chuàng)新,提高系統(tǒng)設備的使用效率。